JP2000021011A - Optical pickup device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、信
号再生用受光素子およびモニター用受光素子が共通のパ
ッケージ内に組み込まれた構成の光源ユニットを備えた
光ピックアップ装置に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical pickup device having a light source unit in which a semiconductor laser, a light receiving element for signal reproduction and a light receiving element for monitoring are incorporated in a common package.
【0002】[0002]
【従来の技術】CD、DVD、MOなどの光ディスクの
記録・再生に用いられる光ピックアップ装置としては、
半導体レーザ、信号再生用受光素子およびモニター用受
光素子が同一のパッケージ内に組み込まれた構成の光源
ユニットを備えたものが知られている。このような光ピ
ックアップ装置は、例えば、特開平3−278330号
公報に開示されている。2. Description of the Related Art An optical pickup device used for recording / reproducing an optical disk such as a CD, DVD, MO, etc.
2. Description of the Related Art There is known a light source unit having a configuration in which a semiconductor laser, a light receiving element for signal reproduction, and a light receiving element for monitoring are incorporated in the same package. Such an optical pickup device is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-278330.
【0003】特開平3−278330号公報に開示され
た光ピックアップ装置では、半導体レーザから光ディス
クに向けて、ホログラム素子および対物レンズがこの順
序で配列されている。また、光ディスクから信号再生用
受光素子に向けて、対物レンズ、ホログラム素子および
反射ミラーがこの順序で配列されている。In an optical pickup device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-278330, a hologram element and an objective lens are arranged in this order from a semiconductor laser toward an optical disk. Further, an objective lens, a hologram element, and a reflection mirror are arranged in this order from the optical disk toward the light-receiving element for signal reproduction.
【0004】この光ピックアップ装置では、半導体レー
ザはヒートシンクに固定された半導体基板上に設置さ
れ、これらが光源ユニットとして一体化されている。こ
の光源ユニットでは、半導体基板の上にサブヒートシン
クが載置され、この上面に半導体レーザが載置され、半
導体基板の基板面に平行な方向にレーザ光を出射する。
半導体基板の基板面における半導体レーザの後方には受
光素子(信号再生用)が形成され、この受光素子の上方
に反射ミラーが配置されている。また、半導体レーザの
後方には、信号再生用の受光素子に加えて、当該半導体
レーザのレーザ光出力をフィードバック制御するための
モニター用受光素子が形成されている。In this optical pickup device, a semiconductor laser is mounted on a semiconductor substrate fixed to a heat sink, and these are integrated as a light source unit. In this light source unit, a sub heat sink is mounted on a semiconductor substrate, a semiconductor laser is mounted on the upper surface, and a laser beam is emitted in a direction parallel to the substrate surface of the semiconductor substrate.
A light receiving element (for signal reproduction) is formed behind the semiconductor laser on the substrate surface of the semiconductor substrate, and a reflection mirror is arranged above the light receiving element. In addition to the light-receiving element for signal reproduction, a monitoring light-receiving element for feedback-controlling the laser light output of the semiconductor laser is formed behind the semiconductor laser.
【0005】この光ピックアップ装置において、半導体
レーザの前方出射端面から出射されたレーザ光(前方レ
ーザ光)は、ホログラム素子を透過した後、対物レンズ
を介して光ディスクに集光する。光ディスクからの戻り
光は、ホログラム素子で回折された後、反射ミラーによ
って立ち下げられて信号再生用の受光素子に導かれる。
この受光素子の検出結果に応じて信号再生、トラッキン
グ誤差検出および焦点誤差検出が行われる。[0005] In this optical pickup device, laser light (forward laser light) emitted from the front emission end face of the semiconductor laser is transmitted through the hologram element and then focused on the optical disk via the objective lens. The return light from the optical disc is diffracted by the hologram element, then falls by the reflection mirror, and is guided to the light receiving element for signal reproduction.
Signal reproduction, tracking error detection and focus error detection are performed according to the detection result of the light receiving element.
【0006】また、このタイプの光ピックアップ装置で
は、半導体レーザの後方出射端面から出射されたレーザ
光(後方レーザ光)の一部は半導体基板表面に形成され
たモニター用の受光素子を直に照射する。このモニター
用の受光素子の検出結果に基づいて、半導体レーザの前
方レーザ光の出力が一定となるようにフィードバック制
御が行われる。In this type of optical pickup device, a part of the laser light (rearward laser light) emitted from the rear emission end face of the semiconductor laser directly irradiates a monitor light receiving element formed on the surface of the semiconductor substrate. I do. Based on the detection result of the monitoring light receiving element, feedback control is performed so that the output of the forward laser light of the semiconductor laser becomes constant.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記構成の光ピックア
ップ装置では、後方レーザ光の出力に基づいて前方レー
ザ光の出力を間接的にフィードバック制御している。こ
のように間接的なフィードバック制御を行っているの
で、実際の前方レーザ光の出力にはばらつきがある。In the optical pickup device having the above configuration, the output of the front laser light is indirectly feedback-controlled based on the output of the rear laser light. Since the indirect feedback control is performed as described above, the actual output of the forward laser beam varies.
【0008】CD−R、DVD−ROM、DVD−R、
MD、PDなどの光ディスクは、ディスクの仕様毎に、
記録時のレーザ光出力(再生時のレーザ光出力の約10
倍の出力)が定められている。このため、上記のように
前方レーザ光の出力がばらつくことによって、そのレー
ザ光出力が記録対象の光ディスクに適した光出力範囲か
らはずれてしまうと、書き込みピットの形状が歪むなど
の不具合が生じる。また、再生時では、レーザ光出力が
大きくなり過ぎると、光ディスクに記録されているデー
タが消去される恐れがある。[0008] CD-R, DVD-ROM, DVD-R,
For optical discs such as MD and PD,
Laser light output during recording (about 10 times the laser light output during reproduction)
Output). For this reason, when the output of the forward laser beam varies as described above and the laser beam output deviates from the optical output range suitable for the optical disc to be recorded, a problem such as distortion of the shape of the write pit occurs. At the time of reproduction, if the laser beam output becomes too large, data recorded on the optical disc may be erased.
【0009】ここで、前方レーザ光の一部を反射板等を
用いてモニター用受光素子に導くことが考えられるが、
反射板等の新たな光学素子が必要になる。新たな光学素
子が必要となると、光源ユニットのコストが高くなり、
また、素子の組み付け作業に時間がかかる。Here, it is conceivable to guide a part of the forward laser light to the monitor light-receiving element using a reflector or the like.
A new optical element such as a reflector is required. When a new optical element is required, the cost of the light source unit increases,
Also, it takes time to assemble the elements.
【0010】本発明の課題は、上記の点に鑑みて、新た
な光学素子を必要とすることなく、半導体レーザにおけ
る前方レーザ光の出力を光ディスクの記録または再生に
適した出力に確実に合わせる制御を行える光源ユニット
を備えた光ピックアップ装置を提案することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to control the output of a forward laser beam from a semiconductor laser to an output suitable for recording or reproduction on an optical disk without requiring a new optical element. To provide an optical pickup device including a light source unit capable of performing the above.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、半導体レーザと、前記半導体レーザの前
方出射端面から出射された前方レーザ光を信号再生用レ
ーザ光およびトラッキング誤差検出用レーザ光に分離す
る分離素子と、信号再生用レーザ光およびトラッキング
誤差検出用レーザ光を光記録媒体に集光させるための集
光手段と、光記録媒体からの戻り光を検出するための信
号再生用受光素子と、前記半導体レーザから出射される
前方レーザ光の出力をフィードバック制御するためのモ
ニター用受光素子と、前記戻り光を前記信号再生用受光
素子に導くための導光系とを有し、前記半導体レーザ、
前記信号再生用受光素子および前記モニター用受光素子
は共通のパッケージに内蔵されて光源ユニットとして一
体化されており、前記導光系は前記戻り光を前記半導体
レーザからの前記前方レーザ光から回折分離する回折素
子を備えている光ピックアップ装置において、前記光源
ユニットは、前記パッケージ内に前記モニター用受光素
子が形成された基板面を備えた半導体基板を有し、当該
モニター用受光素子は前記半導体レーザの前記前方出射
端面の前方に配置され、前記前方レーザ光の一部が当該
モニター用受光素子に直接に入射することを特徴として
いる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor laser and a laser beam for reproducing a signal and a tracking error detecting device, the laser beam being emitted from a front emission end face of the semiconductor laser. A separating element for separating the laser light into light, a focusing means for focusing the laser light for signal reproduction and the laser light for tracking error detection on the optical recording medium, and a signal reproduction for detecting return light from the optical recording medium A light receiving element for monitoring, a light receiving element for monitoring for feedback control of an output of a forward laser light emitted from the semiconductor laser, and a light guide system for guiding the return light to the light receiving element for signal reproduction. , The semiconductor laser,
The light-receiving element for signal reproduction and the light-receiving element for monitoring are incorporated in a common package and integrated as a light source unit, and the light guide system diffracts and separates the return light from the forward laser light from the semiconductor laser. In the optical pickup device including the diffraction element, the light source unit has a semiconductor substrate having a substrate surface in which the monitor light receiving element is formed in the package, and the monitor light receiving element is the semiconductor laser. And a part of the front laser beam is directly incident on the monitor light receiving element.
【0012】本発明の光ピックアップ装置では、半導体
レーザから出射された前方レーザ光の一部がモニター用
光検出で直接検出され、この検出結果に基づいて、前方
レーザ光の出力がフィードバック制御される。このよう
に制御対象の一部を検出するので、前方レーザ光の出力
が光記録媒体の記録・再生に適した出力になるように、
当該前方レーザ光の出力を制御できる。また、フィード
バック制御のために前方レーザ光を用いるので、後方レ
ーザ光は不要である。このため、半導体レーザの後方出
射端面における反射率を高めることによって、半導体レ
ーザの前方出射端面からレーザ光を集中的に出射させる
ことができる。このようにすれば、光記録媒体の記録時
に必要とされる高出力の前方レーザ光を少ない駆動電流
で発生させることができる。In the optical pickup device of the present invention, part of the forward laser light emitted from the semiconductor laser is directly detected by monitoring light detection, and the output of the forward laser light is feedback-controlled based on the detection result. . Since a part of the control target is detected in this manner, the output of the forward laser beam is set to an output suitable for recording / reproducing on the optical recording medium.
The output of the forward laser light can be controlled. Further, since the forward laser light is used for feedback control, the backward laser light is unnecessary. For this reason, by increasing the reflectance at the rear emission end face of the semiconductor laser, the laser light can be intensively emitted from the front emission end face of the semiconductor laser. This makes it possible to generate a high-output front laser beam required for recording on the optical recording medium with a small driving current.
【0013】また、モニター用受光素子で前方レーザ光
の一部が直接検出されるので、そのレーザ光の一部をモ
ニター用受光素子に導くための光学素子が不要である。
このため、光源ユニットのコストの高騰や光学素子の組
み付け作業の複雑化を防ぐことができる。Further, since a part of the forward laser light is directly detected by the monitoring light receiving element, an optical element for guiding a part of the laser light to the monitoring light receiving element is unnecessary.
Therefore, it is possible to prevent an increase in the cost of the light source unit and a complicated operation for assembling the optical element.
【0014】前記モニター用受光素子が形成された半導
体基板の基板面に、前記信号再生用受光素子を形成して
おいても良い。この場合、前記半導体レーザから前記回
折素子までの光路長と、前記回折素子から前記信号再生
用受光素子までの光路長とが等しくなるようにしておけ
ば、戻り光の光路長を従来に比べて短くできるので、光
ピックアップ装置の光学系をコンパクト化できる。The signal reproducing light receiving element may be formed on a substrate surface of the semiconductor substrate on which the monitor light receiving element is formed. In this case, if the optical path length from the semiconductor laser to the diffractive element is equal to the optical path length from the diffractive element to the signal reproducing light receiving element, the optical path length of the return light is smaller than that in the related art. Since it can be shortened, the optical system of the optical pickup device can be made compact.
【0015】前記半導体レーザは、前記モニター用受光
素子が形成された前記半導体基板の前記基板面に設置さ
れたヒートシンクの上面に載置されていることが望まし
い。このようにすれば、ヒートシンクによって、半導体
レーザの放熱を効率良く行うことができる。It is preferable that the semiconductor laser is mounted on an upper surface of a heat sink provided on the substrate surface of the semiconductor substrate on which the monitor light receiving element is formed. With this configuration, the heat sink can efficiently dissipate the heat of the semiconductor laser.
【0016】ここで、本発明の光ピックアップ装置にお
いては、トラッキング誤差検出用レーザ光を用いて集光
手段の焦点誤差検出を行うことが望ましい。このように
すると、光記録媒体からの戻り光を回折分離する回折素
子として、単純な光路分離機能のみを備えたものを採用
することができる。このような回折素子では、回折パタ
ーンを単純化できる。例えば、直線状の回折パターンと
することができる。このような回折パターンを備えた回
折素子は半導体レーザから出射される前方レーザ光の波
長変動、各光学素子に取付位置のずれなどによる回折特
性の劣化を少なくできる。これにより、光ピックアップ
装置の動作の安定化を図ることができる。また、単純化
した回折パターンを作製すれば良いので、回折パターン
の作製誤差許容度を大きくでき、回折素子の作製コスト
を低減できる。Here, in the optical pickup device of the present invention, it is desirable to detect the focus error of the focusing means using the tracking error detecting laser light. In this case, a diffraction element having only a simple optical path separation function can be adopted as a diffraction element for diffracting and separating return light from the optical recording medium. In such a diffraction element, the diffraction pattern can be simplified. For example, a linear diffraction pattern can be used. The diffraction element having such a diffraction pattern can reduce the deterioration of the diffraction characteristics due to the wavelength fluctuation of the forward laser light emitted from the semiconductor laser, the displacement of the mounting position of each optical element, and the like. Thereby, the operation of the optical pickup device can be stabilized. In addition, since a simplified diffraction pattern may be produced, the tolerance for the production error of the diffraction pattern can be increased, and the production cost of the diffraction element can be reduced.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】(光ピックアップ装置の全体構成)図1は
光ピックアップ装置の光学系の概略構成図である。光ピ
ックアップ装置1は、半導体レーザ2およびヒートシン
ク24を備えた半導体レーザ光源2Aと、半導体レーザ
2の前方出射端面2fから出射された前方レーザ光Lf
を信号再生用レーザ光およびトラッキング誤差検出用レ
ーザ光に分離するための第1の回折素子13と、この第
1の回折素子13で分離された信号再生用レーザ光およ
びトラッキング誤差検出用レーザ光を立ち上げる立ち上
げミラー18と、このミラー18によって立ち上げられ
た各レーザ光を光ディスク4に集光させるための対物レ
ンズ12と、光ディスク4から戻り光Lrを検出するた
めの信号再生用受光素子3と、戻り光Lrを信号再生用
受光素子3に導くための導光系50を有している。(Overall Configuration of Optical Pickup Device) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system of the optical pickup device. The optical pickup device 1 includes a semiconductor laser light source 2A including a semiconductor laser 2 and a heat sink 24, and a front laser light Lf emitted from a front emission end face 2f of the semiconductor laser 2.
A first diffraction element 13 for separating the laser light for signal reproduction and the laser light for tracking error detection, and the laser light for signal reproduction and the laser light for tracking error detection separated by the first diffraction element 13. A rising mirror 18 for raising, an objective lens 12 for condensing each laser beam raised by the mirror 18 on the optical disk 4, and a light-receiving element 3 for signal reproduction for detecting the return light Lr from the optical disk 4. And a light guide system 50 for guiding the return light Lr to the light receiving element 3 for signal reproduction.
【0019】導光系50は、光ディスク4からの戻り光
Lrを半導体レーザ2からの前方レーザ光Lfから回折
分離する第2の回折素子14と、この第2の回折素子1
4で回折された光を信号再生用受光素子3に向けて反射
する反射ミラー15とを備えている。The light guide system 50 includes a second diffraction element 14 for diffracting and separating the return light Lr from the optical disk 4 from a forward laser light Lf from the semiconductor laser 2, and the second diffraction element 1.
And a reflection mirror 15 for reflecting the light diffracted by 4 toward the signal reproducing light receiving element 3.
【0020】本例の光ピックアップ装置1では、半導体
レーザ光源2A、信号再生用受光素子3、導光系50お
よび第1の回折素子13は共通のパッケージ20に内蔵
され、光源ユニット10として一体化されている。In the optical pickup device 1 of this embodiment, the semiconductor laser light source 2A, the light receiving element 3 for signal reproduction, the light guide system 50 and the first diffraction element 13 are incorporated in a common package 20 and integrated as a light source unit 10. Have been.
【0021】(光源ユニットの構成)図2および図3は
光源ユニットを示している。図2(A)は光源ユニット
の平面図、図2(B)および(C)は、それぞれ、図2
(A)のA−A’線における断面図およびB−B’線に
おける断面図である。図3は、光源ユニットを前方(図
2(A)における矢印Cの方向)から見たときの正面図
である。なお、図2(A)では光源ユニットの内部構成
を分かり易くするために、パッケージの一部を省略して
示してある。また、以下の説明では、パッケージの幅方
向をX方向、パッケージの上下方向をY方向、パッケー
ジの前後方向をZ方向として説明する。(Structure of Light Source Unit) FIGS. 2 and 3 show the light source unit. FIG. 2A is a plan view of the light source unit, and FIGS. 2B and 2C are FIGS.
It is sectional drawing in the AA 'line of (A), and sectional drawing in the BB' line. FIG. 3 is a front view of the light source unit as viewed from the front (the direction of arrow C in FIG. 2A). In FIG. 2A, a part of the package is omitted for easy understanding of the internal configuration of the light source unit. In the following description, the width direction of the package is described as an X direction, the vertical direction of the package is defined as a Y direction, and the front-rear direction of the package is defined as a Z direction.
【0022】これらの図に示すように、光源ユニット1
0のパッケージ20は偏平な直方体形状をしており、こ
のパッケージ20の内部には、半導体基板11と、この
半導体基板11の基板面111に設置されたヒートシン
ク24と、このヒートシンク24の上面に載置された半
導体レーザ2と、半導体基板11の基板面111に形成
された信号再生用受光素子3およびモニター用受光素子
25とが備わっている。また、パッケージ20には、反
射ミラー15、第1および第2の回折素子13および1
4が取り付けられている。As shown in these figures, the light source unit 1
The package 20 has a flat rectangular parallelepiped shape. Inside the package 20, a semiconductor substrate 11, a heat sink 24 installed on a substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11, and a top surface of the heat sink 24 are mounted. A semiconductor laser 2 is provided, and a signal reproducing light receiving element 3 and a monitoring light receiving element 25 formed on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11 are provided. The package 20 includes a reflection mirror 15, first and second diffraction elements 13 and 1,
4 is attached.
【0023】パッケージ20の前面204には前方に向
けて垂直に突出した筒状突起201が形成されている。
この筒状突起201により、光通過孔203が形成され
ており、ここに、第1、第2の回折素子13、14が取
り付けられている。これらの素子13、14を介して半
導体レーザ2から出射された前方レーザ光Lfが外部に
出射されると共に、光ディスク4からの戻り光Lrがパ
ッケージ20の内部に導かれる。On the front surface 204 of the package 20, there is formed a cylindrical projection 201 which projects vertically toward the front.
A light passage hole 203 is formed by the cylindrical projection 201, and the first and second diffraction elements 13 and 14 are attached thereto. The forward laser light Lf emitted from the semiconductor laser 2 is emitted to the outside via these elements 13 and 14, and the return light Lr from the optical disc 4 is guided to the inside of the package 20.
【0024】パッケージ20は、上方が開放状態になっ
たほぼ升型のパッケージ本体21と、この上側開口を塞
いでいるパッケージ蓋板22とから構成されている。パ
ッケージ本体21とパッケージ蓋板22によって、半導
体基板11や半導体レーザ光源2Aなどが装着される室
202が区画形成されると共に、筒状突起201が構成
される。パッケージ本体21とパッケージ蓋板22は共
に成形加工品である。The package 20 comprises a substantially square package main body 21 whose upper part is open, and a package lid plate 22 which covers this upper opening. The package body 21 and the package cover plate 22 define a chamber 202 in which the semiconductor substrate 11 and the semiconductor laser light source 2A are mounted, and also form a cylindrical projection 201. The package body 21 and the package cover plate 22 are both molded products.
【0025】図4(A)はパッケージ本体の平面図、図
4(B)および(C)は、それぞれ、図4(A)のD−
D’線における断面図およびE−E’線における断面図
である。これらの図に示すように、パッケージ本体21
は、ほぼ矩形状の底壁211と、この底壁211の四方
の辺から立ち上がっている前壁212、後壁213およ
び左右の側壁214、215とを備えている。前壁21
2の一部は凹状に切りかかれており、その両側から左右
一対の突出側壁216、217が前壁212に垂直に延
びている。これらの突出側壁216、217の下端部は
底壁211から前方に延びる突出底壁218によって繋
がっている。これら突出側壁216、217、突出底壁
218によって、前方に突き出た延設部219が形成さ
れている。FIG. 4 (A) is a plan view of the package body, and FIGS. 4 (B) and 4 (C) are D-D in FIG. 4 (A), respectively.
It is sectional drawing in the D 'line, and sectional drawing in the EE' line. As shown in these figures, the package body 21
Has a substantially rectangular bottom wall 211, a front wall 212, a rear wall 213, and left and right side walls 214 and 215 rising from four sides of the bottom wall 211. Front wall 21
2 is cut in a concave shape, and a pair of left and right protruding side walls 216 and 217 extend perpendicularly to the front wall 212 from both sides thereof. The lower ends of these protruding side walls 216, 217 are connected by a protruding bottom wall 218 extending forward from the bottom wall 211. The protruding side walls 216 and 217 and the protruding bottom wall 218 form an extension 219 protruding forward.
【0026】延設部219の幅はパッケージ本体21の
幅よりも狭く、また、延設部219はパッケージ本体2
1の幅方向の中心から片寄った位置に形成されている。The width of the extension 219 is smaller than the width of the package body 21, and the extension 219 is
1 is formed at a position offset from the center in the width direction.
【0027】パッケージ本体21の底壁211の表面は
平坦とされており、半導体レーザ光源2Aおよび半導体
基板11の位置を規定するための基準面30とされてい
る。この基準面30には、リードフレーム23における
矩形板状のステージ231が固定されている。リードフ
レーム23のリード(本例では、12本のリード)23
2は、そのパッド部分が基準面30に位置しており、そ
の外部接続用端子となる部分がパッケージ本体21の後
壁213を貫通して外部まで延びている。これらの外部
接続端子部分はパッケージの幅方向に一定の間隔をもっ
て配列されている。The surface of the bottom wall 211 of the package body 21 is flat and serves as a reference plane 30 for defining the positions of the semiconductor laser light source 2A and the semiconductor substrate 11. A rectangular plate-shaped stage 231 of the lead frame 23 is fixed to the reference surface 30. Lead of lead frame 23 (12 leads in this example) 23
2 has a pad portion located on the reference surface 30, and a portion serving as an external connection terminal extends through the rear wall 213 of the package body 21 to the outside. These external connection terminal portions are arranged at regular intervals in the width direction of the package.
【0028】(半導体基板およびその周辺部分の構成)
図5は半導体基板およびその周辺部分を拡大して示す斜
視図であり、図6は半導体基板の基板面を示す平面図で
ある。図2、図5および図6に示すように、リードフレ
ーム23のステージ231には半導体基板11が銀ペー
ストによってボンディングされている。半導体基板11
の基板面111において、その幅方向の一方の側には、
前後方向に長いほぼ矩形状の電極部111aが形成さ
れ、他方の側には信号処理回路26が形成されている。
電極部111aは後方側に片寄った位置にある。この電
極部111aの上にはヒートシンク24が銀ペーストに
よって固定されている。ヒートシンク24は一定の厚さ
の放熱特性に優れた金属板である。ヒートシンク24の
上面には半導体レーザ2が銀ペーストによって固定され
ている。半導体レーザ2の熱は、ヒートシンク24によ
って吸収されて外部に放出される。(Structure of the semiconductor substrate and its peripheral portion)
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a semiconductor substrate and its peripheral portion, and FIG. 6 is a plan view showing a substrate surface of the semiconductor substrate. As shown in FIGS. 2, 5, and 6, the semiconductor substrate 11 is bonded to the stage 231 of the lead frame 23 with a silver paste. Semiconductor substrate 11
On one side of the substrate surface 111 in the width direction,
A substantially rectangular electrode portion 111a long in the front-rear direction is formed, and a signal processing circuit 26 is formed on the other side.
The electrode portion 111a is located at a position offset toward the rear side. A heat sink 24 is fixed on the electrode portion 111a with a silver paste. The heat sink 24 is a metal plate having a constant thickness and excellent heat radiation characteristics. The semiconductor laser 2 is fixed on the upper surface of the heat sink 24 with a silver paste. The heat of the semiconductor laser 2 is absorbed by the heat sink 24 and emitted to the outside.
【0029】半導体レーザ2は、前方レーザ光Lfが出
射される前方出射端面2fを備えている。この前方出射
端面2fからは、半導体基板11の基板面111に平行
な方に前方レーザ光Lfが前方に向けて出射される。半
導体レーザ2の前方レーザ光Lfの発光点は、前方出射
端面2fにおけるパッケージ20の上下方向のほぼ中央
に位置しており、ここから出射された前方レーザ光Lf
は光通過孔203に取り付けられている第1および第2
の回折素子13、14を通って、外部に出射される。The semiconductor laser 2 has a front emission end face 2f from which the front laser light Lf is emitted. From the front emission end face 2f, a front laser beam Lf is emitted forward toward a direction parallel to the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11. The emission point of the forward laser light Lf of the semiconductor laser 2 is located substantially at the center in the vertical direction of the package 20 on the front emission end face 2f, and the forward laser light Lf emitted therefrom.
Are the first and second attached to the light passage hole 203.
Are emitted to the outside through the diffraction elements 13 and 14 of FIG.
【0030】半導体基板11の基板面111において、
電極部111aの側方に形成されている信号処理回路2
6は、信号再生用受光素子3の出力信号のレベルを高め
て、外部の制御装置でピット信号(RF信号)、トラッ
キング誤差信号(TE信号)、焦点誤差信号(FE信
号)の生成処理を行いやすくするための回路である。こ
の信号処理回路26の前方には信号再生用受光素子3が
形成されている。従って、この信号再生用受光素子3
は、半導体レーザ2の前方出射端面2fの前方位置であ
って、前方レーザ光Lfの光軸Luから側方に外れた位
置に形成されている。On the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11,
Signal processing circuit 2 formed on the side of electrode section 111a
Reference numeral 6 increases the level of the output signal of the light-receiving element 3 for signal reproduction, and generates a pit signal (RF signal), a tracking error signal (TE signal), and a focus error signal (FE signal) by an external control device. This is a circuit to make it easier. The signal reproducing light receiving element 3 is formed in front of the signal processing circuit 26. Therefore, the signal reproducing light receiving element 3
Is formed at a position in front of the front emission end face 2f of the semiconductor laser 2 and at a position laterally deviated from the optical axis Lu of the front laser beam Lf.
【0031】半導体基板11の基板面111における半
導体レーザ2の前方出射端面2fの前方位置には、モニ
ター用受光素子25が形成されている。半導体レーザ2
の前方出射端面2fから出射された前方レーザ光Lfの
一部Lf1は、このモニター用受光素子25に直接に入
射する。A monitor light receiving element 25 is formed at a position on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11 in front of the front emission end face 2f of the semiconductor laser 2. Semiconductor laser 2
A part Lf1 of the front laser light Lf emitted from the front emission end face 2f of the light emitting device directly enters the monitoring light receiving element 25.
【0032】ここで、半導体レーザ2の前方出射面2f
の前方位置であって、信号再生用受光素子3の側方位置
は、とかくデッドスペースになり易い位置である。本例
では、この位置にモニター用受光素子25が形成されて
いる。すなわち、半導体基板11の基板面111上に、
信号再生用受光素子3、モニター用受光素子25、信号
処理回路26などが最適な配列状態で作り込まれてお
り、基板面111上の領域が有効に利用されている。Here, the front emission surface 2f of the semiconductor laser 2
And the lateral position of the signal reproducing light-receiving element 3 is a position that easily becomes a dead space. In this example, the monitoring light receiving element 25 is formed at this position. That is, on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11,
The light receiving element 3 for signal reproduction, the light receiving element 25 for monitoring, the signal processing circuit 26, and the like are formed in an optimally arranged state, and the area on the substrate surface 111 is effectively used.
【0033】モニター用受光素子25が半導体レーザ2
の前方出射端面2fの前方位置に配置されていない場
合、前方レーザ光Lfの一部Lf1が基板面111で反
射した後、パッケージ20の内部で反射して、信号再生
用受光素子3に入射する恐れがある。前方レーザ光Lf
の一部Lf1が受光素子3に入射すると、この受光素子
3の出力信号にはノイズが含まれることになる。本例で
は、この位置にモニター用受光素子25が形成されてい
るので、前方レーザ光Lfの一部Lf1が受光素子3に
入射することに起因して、受光素子3の出力信号にノイ
ズが含まれてしまうことはない。The light receiving element 25 for monitoring is the semiconductor laser 2
Is not arranged in front of the front emission end face 2f, the part Lf1 of the front laser light Lf is reflected on the substrate surface 111, then reflected inside the package 20 and enters the signal reproducing light receiving element 3. There is fear. Forward laser light Lf
Is incident on the light receiving element 3, the output signal of the light receiving element 3 contains noise. In this example, since the monitoring light receiving element 25 is formed at this position, noise is included in the output signal of the light receiving element 3 due to a part Lf1 of the forward laser light Lf being incident on the light receiving element 3. It will not be lost.
【0034】(信号再生用受光素子の構成)図7には信
号再生用受光素子3を拡大して示してある。この図に示
すように、信号再生用受光素子3はパッケージ20の幅
方向に細長く延びる形状の7つの受光面A、B1、B
2、C、D1、D2、Eを備えている。受光面Aはピッ
ト信号(RF信号)検出用のものであり、残りの受光面
はトラッキング誤差信号(TE信号)および焦点誤差信
号(FE信号)検出用のものである。信号再生用受光素
子3では、受光面Aを中心にして、残りの受光面が前後
方向に3つづつ配列されている。受光面Aの前方には受
光面B1、受光面Cおよび受光面B2がこの順序で配列
され、受光面Aの後方には受光面D1、受光面Eおよび
受光面D2がこの順序で配列されている。これらの受光
面における受光量が電気信号に変換されて信号処理回路
26に供給される。なお、トラッキング誤差信号(TE
信号)および焦点誤差信号(FE信号)の生成方法につ
いては後述する。(Configuration of Signal Reproducing Light-Receiving Element) FIG. 7 shows the signal reproducing light-receiving element 3 in an enlarged manner. As shown in this figure, the signal receiving light-receiving element 3 has seven light-receiving surfaces A, B1, and B that are elongated in the width direction of the package 20.
2, C, D1, D2, and E. The light receiving surface A is for detecting a pit signal (RF signal), and the remaining light receiving surfaces are for detecting a tracking error signal (TE signal) and a focus error signal (FE signal). In the light-receiving element 3 for signal reproduction, the remaining light-receiving surfaces are arranged three by three in the front-rear direction with the light-receiving surface A as a center. A light receiving surface B1, a light receiving surface C and a light receiving surface B2 are arranged in this order in front of the light receiving surface A, and a light receiving surface D1, a light receiving surface E and a light receiving surface D2 are arranged in this order behind the light receiving surface A. I have. The amounts of light received on these light receiving surfaces are converted into electric signals and supplied to the signal processing circuit 26. Note that the tracking error signal (TE
The method of generating the focus error signal (FE signal) and the focus error signal (FE signal) will be described later.
【0035】信号処理回路26は、各受光面から供給さ
れた電気信号を増幅しつつ受光光量に応じた電圧に変換
するI/Vアンプ部やI/Vアンプ部で得られる信号を
適時演算する演算回路部などから構成されている。この
信号処理回路26の出力は半導体基板11の基板面11
1に形成された各電極111bから外部に取り出され
る。The signal processing circuit 26 amplifies the electric signal supplied from each light-receiving surface and converts the signal into a voltage corresponding to the amount of received light, and appropriately calculates a signal obtained by the I / V amplifier. It is composed of an arithmetic circuit section and the like. The output of the signal processing circuit 26 is applied to the substrate surface 11 of the semiconductor substrate 11.
Each of the electrodes 111b is taken out from each electrode 111b.
【0036】各電極111bは、リードフレーム23の
所定のリードのパッド部とワイヤーボンディングによっ
て電気的に接続されている(図2参照)。また、半導体
レーザ2に形成された電極(図示せず)も所定のリード
232のパッド部とワイヤーボンディングによって電気
的に接続されている。各電極111bからの出力信号が
リードフレーム23を介して光源ユニット10の外部に
配置されている制御装置(図示せず)に導かれ、RF信
号、TE信号、FE信号が生成される。Each electrode 111b is electrically connected to a predetermined lead pad of the lead frame 23 by wire bonding (see FIG. 2). Further, an electrode (not shown) formed on the semiconductor laser 2 is also electrically connected to a predetermined pad portion of the lead 232 by wire bonding. An output signal from each of the electrodes 111b is guided to a control device (not shown) arranged outside the light source unit 10 via the lead frame 23, and an RF signal, a TE signal, and an FE signal are generated.
【0037】また、半導体基板11の基板面111に形
成されたモニター用受光素子25の受光面には電極11
1cが形成されている。この電極111cは、各電極1
11bと同様に、対応するリード232のパッド部とワ
イヤーボンディングによって電気的に接続される。この
電極111cからの出力信号がリードフレーム23を介
して前記制御装置に導かれ、そこで半導体レーザ2のレ
ーザ光出力のフィードバック制御が行われる。The light receiving surface of the monitoring light receiving element 25 formed on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11 has an electrode 11
1c is formed. This electrode 111c is
Similarly to 11b, it is electrically connected to the corresponding pad portion of the lead 232 by wire bonding. The output signal from the electrode 111c is guided to the control device via the lead frame 23, where feedback control of the laser light output of the semiconductor laser 2 is performed.
【0038】(各光学素子の取付位置)図2を参照して
説明すると、光源ユニット10においては、パッケージ
20の予め定められた位置に反射ミラー15、第1の回
折素子13および第2の回折素子14が取り付けられて
いる。(Mounting Position of Each Optical Element) Referring to FIG. 2, in the light source unit 10, the reflecting mirror 15, the first diffractive element 13, and the second diffractive element are located at predetermined positions of the package 20. Element 14 is mounted.
【0039】第1の回折素子13および第2の回折素子
14は共に矩形形状をしている。第1の回折素子13は
パッケージ本体21における底壁211と延設部分21
9との境界部分に接着剤などによって固定されている。
第2の回折素子14は、延設部219の前面に接着剤な
どによって固定されている。Each of the first and second diffraction elements 13 and 14 has a rectangular shape. The first diffraction element 13 is connected to the bottom wall 211 and the extension 21 of the package body 21.
9 and is fixed by an adhesive or the like.
The second diffraction element 14 is fixed to the front surface of the extension 219 by an adhesive or the like.
【0040】反射ミラー15は矩形形状をしている。パ
ッケージ本体21の上側開口を封鎖しているパッケージ
蓋板22において、信号再生用受光素子3のほぼ真上に
位置する部分にはミラー取付け部221が当該パッケー
ジ蓋板22に一体形成されている。このミラー取付け部
221は、信号再生用受光素子3のほぼ真上から後方に
向けて形成された台形状断面の突起である。このミラー
取り付け部221の前面は前方に向けて45度傾斜した
ミラー取付面222であり、ここに反射ミラー15が接
着剤などによって固定されている。The reflection mirror 15 has a rectangular shape. A mirror mounting portion 221 is formed integrally with the package lid plate 22 at a portion of the package lid plate 22 closing the upper opening of the package main body 21 at a position almost directly above the signal reproducing light receiving element 3. The mirror mounting portion 221 is a protrusion having a trapezoidal cross section formed from almost directly above the light receiving element 3 for signal reproduction toward the rear. The front surface of the mirror mounting portion 221 is a mirror mounting surface 222 inclined forward by 45 degrees, on which the reflection mirror 15 is fixed by an adhesive or the like.
【0041】第1および第2の回折素子13、14を介
してパッケージ内に入射する光ディスク4からの戻り光
Lrは反射ミラー15に当たり、このミラー15によっ
て直角に立ち下げられて信号再生用受光素子3を照射す
る。The return light Lr from the optical disk 4 which enters the package via the first and second diffraction elements 13 and 14 hits the reflection mirror 15 and falls down at a right angle by this mirror 15 to receive light for signal reproduction. Irradiate 3.
【0042】(光ピックアップ装置の基本動作)次に、
図1を参照して、光ピックアップ装置の基本動作を説明
する。光源ユニット10において、半導体レーザ光源2
Aの半導体レーザ2から出射された前方レーザ光Lf
は、第1の回折素子13に対してほぼ垂直に入射する。
第1の回折素子13には回折格子面(図示せず)が形成
されている。この回折格子面は、ほぼ垂直に入射した前
方レーザ光Lfをメインビームと2つのサブビームに分
割する機能を有している。また、2つのサブビームが光
ディスク4において光軸方向の前後に焦点を結ぶよう
に、当該2つのサブビームの波面を変換する機能を有し
ている。この回折格子面は、光ディスク4からの戻り光
が再び第1の回折素子13に入射した時に再び回折格子
面を通過しない位置に形成されている。(Basic operation of optical pickup device)
The basic operation of the optical pickup device will be described with reference to FIG. In the light source unit 10, the semiconductor laser light source 2
Forward laser light Lf emitted from the semiconductor laser 2 of A
Are incident on the first diffraction element 13 almost perpendicularly.
The first diffraction element 13 has a diffraction grating surface (not shown). This diffraction grating surface has a function of dividing the forward laser light Lf that has entered substantially perpendicularly into a main beam and two sub beams. In addition, the optical disc 4 has a function of converting the wavefronts of the two sub beams so that the two sub beams focus on the optical disc 4 before and after the optical axis. The diffraction grating surface is formed at a position where the return light from the optical disk 4 does not pass through the diffraction grating surface again when it enters the first diffraction element 13 again.
【0043】このため、前方レーザ光Lfは、この回折
素子13でメインビームおよび2つのサブビームに分離
される。これらのビームのうち、メインビームは信号再
生用のレーザ光(信号再生用レーザ光)として使用さ
れ、2つのサブビームはトラッキング誤差検出用のレー
ザ光(トラッキング誤差検出用レーザ光)として使用さ
れる。For this reason, the forward laser beam Lf is separated by the diffraction element 13 into a main beam and two sub beams. Of these beams, the main beam is used as laser light for signal reproduction (laser light for signal reproduction), and the two sub-beams are used as laser light for tracking error detection (laser light for tracking error detection).
【0044】信号再生用レーザ光および2つのトラッキ
ング誤差検出用レーザ光は、第2の回折素子14に到
る。第2の回折素子14は、この3つのレーザ光が光デ
ィスク4に到る光路での0次回折効率と、光ディスク4
から信号再生用受光素子3に到る光路での1次回折効率
との積が最大となるように設定されている。この第2の
回折素子14に形成されている回折格子面は第1の回折
素子13の回折格子面とほぼ平行である。The laser beam for signal reproduction and the two laser beams for tracking error detection reach the second diffraction element 14. The second diffraction element 14 determines the zero-order diffraction efficiency in the optical path where the three laser beams reach the optical disc 4,
Is set so that the product of the first order diffraction efficiency and the first-order diffraction efficiency in the optical path from the light-receiving element 3 to the signal reproducing light-receiving element 3 is maximized. The diffraction grating surface formed on the second diffraction element 14 is substantially parallel to the diffraction grating surface of the first diffraction element 13.
【0045】3つのレーザ光のうち、第2の回折素子1
4を透過した光成分(0次回折光)は光源ユニット10
から出射されて、立ち上げミラー18で直角に折り曲げ
られた後、対物レンズ12を介して光ディスク4の記録
面に集光する。このとき、信号再生用レーザ光がその記
録面に焦点を結び、2つのトラッキング誤差検出用レー
ザ光は前焦点状態および後焦点状態になる。Of the three laser beams, the second diffraction element 1
The light component (0th-order diffracted light) transmitted through the light source unit 10
After being emitted from the optical disk and bent at a right angle by the rising mirror 18, the light is focused on the recording surface of the optical disk 4 via the objective lens 12. At this time, the laser beam for signal reproduction focuses on the recording surface, and the two laser beams for tracking error detection enter a front focus state and a rear focus state.
【0046】光ディスク4の記録面に集光した3つのレ
ーザ光は、そこで反射されて光ディスク4から信号再生
用受光素子3に向かう戻り光Lrとなる。これらの戻り
光Lrは、再び対物レンズ12および立ち上げミラー1
8を介して光源ユニット10の第2の回折素子14に入
射する。The three laser beams converged on the recording surface of the optical disk 4 are reflected there and become return light Lr traveling from the optical disk 4 to the light receiving element 3 for signal reproduction. These return lights Lr are again transmitted to the objective lens 12 and the rising mirror 1.
The light is incident on the second diffraction element 14 of the light source unit 10 through the light source 8.
【0047】ここで、第2の回折素子14は、各戻り光
を半導体基板11の基板面111に平行な方向、本例で
は、パッケージ20の幅方向に回折する機能のみを有し
ており、各戻り光Lrに対して集束発散などの波面変換
を行う機能はない。このため、第2の回折素子14に入
射した3つの戻り光Lrは、その回折素子14の回折作
用によって回折されて進行方向を変える。すなわち、各
戻り光りLrは、半導体レーザ光源2Aからの前方レー
ザ光Lfと回折分離される。Here, the second diffraction element 14 has only a function of diffracting each return light in a direction parallel to the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11, in this example, in the width direction of the package 20. There is no function of performing wavefront conversion such as focusing and diverging on each return light Lr. For this reason, the three return lights Lr incident on the second diffraction element 14 are diffracted by the diffraction action of the diffraction element 14 to change the traveling direction. That is, each return light Lr is diffracted and separated from the forward laser light Lf from the semiconductor laser light source 2A.
【0048】第2の回折素子14で回折された光は第1
の回折格子13に入射する。前述したように、第1の回
折格子13の回折格子面はこれらの回折光が入射する範
囲には形成されていない。このため、回折格子13に入
射したそれぞれの回折光は、第1の回折格子13を通過
して反射ミラー15に到る。これらの回折光は反射ミラ
ー15によって垂直に立ち下げられて信号再生用受光素
子3の各受光面を照射する。The light diffracted by the second diffraction element 14 is the first light
Incident on the diffraction grating 13. As described above, the diffraction grating surface of the first diffraction grating 13 is not formed in a range where these diffracted lights enter. For this reason, each diffracted light incident on the diffraction grating 13 passes through the first diffraction grating 13 and reaches the reflection mirror 15. These diffracted lights fall vertically by the reflecting mirror 15 and irradiate the respective light receiving surfaces of the signal reproducing light receiving element 3.
【0049】図7に示すように、信号再生用レーザ光の
戻り光の回折光は受光面Aに光スポットをs1、s2を
形成する。また、一方のトラッキング誤差検出用レーザ
光の戻り光の回折光は受光面B1、B2、Cに光スポッ
トs3、s4を形成する。他方のトラッキング誤差検出
用レーザ光の戻り光の回折光は受光面D1、D2、Eに
光スポットs5、s6を形成する。As shown in FIG. 7, the diffraction light of the return light of the laser light for signal reproduction forms light spots s1 and s2 on the light receiving surface A. Further, the diffracted light of the return light of the laser light for tracking error detection forms light spots s3 and s4 on the light receiving surfaces B1, B2 and C. The diffracted light of the return light of the other laser light for tracking error detection forms light spots s5 and s6 on the light receiving surfaces D1, D2 and E.
【0050】本例では、信号再生用受光素子3の受光面
Aの受光量に基づいてRF信号が検出される。TE信号
は、受光面B1、B2、Cの受光量の総和S1と受光面
D1、D2、Eの受光量の総和S2との差を求めること
により検出される。FE信号は、受光面B1、B2、E
の受光量の総和S3と受光面D1、D2、Cの受光量の
総和S4との差を求めることにより検出される。なお、
これらの信号は光源ユニット10のリードフレーム23
のリード232と電気的に接続された制御装置(図示せ
ず)で生成される。In this example, an RF signal is detected based on the amount of light received on the light receiving surface A of the light receiving element 3 for signal reproduction. The TE signal is detected by calculating the difference between the sum S1 of the light reception amounts of the light receiving surfaces B1, B2, and C and the sum S2 of the light reception amounts of the light receiving surfaces D1, D2, and E. The FE signals are received on the light receiving surfaces B1, B2, E
Is obtained by calculating the difference between the sum S3 of the received light amounts of the light receiving surfaces and the sum S4 of the received light amounts of the light receiving surfaces D1, D2, and C. In addition,
These signals are transmitted to the lead frame 23 of the light source unit 10.
Is generated by a control device (not shown) electrically connected to the lead 232.
【0051】光ピックアップ装置1において、半導体レ
ーザ2の前方出射端面2fから出射された前方レーザ光
Lfの一部Lf1は、前方出射端面2fの前方に配置さ
れたモニター用受光素子25を直に照射する(図5およ
び図6参照)。このモニター用受光素子25の出力信号
に基づき半導体レーザ2のレーザ光出力(前方レーザ光
出力)のフィードバック制御が行なわれる。なお、この
フォードバック制御も上記の制御装置で行なわれる。In the optical pickup device 1, a part Lf1 of the front laser beam Lf emitted from the front emission end face 2f of the semiconductor laser 2 directly irradiates the monitoring light receiving element 25 disposed in front of the front emission end face 2f. (See FIGS. 5 and 6). Feedback control of the laser light output (forward laser light output) of the semiconductor laser 2 is performed based on the output signal of the monitoring light receiving element 25. The feedback control is also performed by the above-described control device.
【0052】このように、光ピックアップ装置1では、
制御対象である前方レーザ光Lfの一部Lf1を直接検
出することによって、当該前方レーザ光Lfの出力がフ
ィードバック制御される。このため、半導体レーザ2の
後方出射端面2bから出射される後方レーザ光を用いた
フィードバック制御に比べて、前方レーザ光Lfの出力
を光ディスク4の記録・再生に適した出力に正確に合わ
せられる制御が可能となる。As described above, in the optical pickup device 1,
By directly detecting a part Lf1 of the forward laser light Lf to be controlled, the output of the forward laser light Lf is feedback-controlled. Therefore, as compared with the feedback control using the rear laser light emitted from the rear emission end face 2 b of the semiconductor laser 2, the output of the front laser light Lf is more accurately adjusted to the output suitable for recording / reproducing on the optical disk 4. Becomes possible.
【0053】また、前方レーザ光Lfの一部Lf1を検
出するので、半導体レーザ2の後方出射端面2bから後
方レーザ光を出射させる必要がない。すなわち、半導体
レーザ2の後方出射端面2bにおける反射率を高めるこ
とによって、前方出射端面2fから集中的にレーザ光
(前方レーザ光)を出射させることができる。これによ
り、光ディクス4の書き込み時に必要とされる高出力の
前方レーザ光Lfを少ない駆動電流で発生させることが
できるので、半導体レーザ2の消費電力を低く抑えるこ
とができる。Further, since a part Lf1 of the front laser light Lf is detected, it is not necessary to emit the rear laser light from the rear emission end face 2b of the semiconductor laser 2. That is, by increasing the reflectance at the rear emission end face 2b of the semiconductor laser 2, laser light (forward laser light) can be intensively emitted from the front emission end face 2f. Thus, the high-power front laser light Lf required for writing the optical disc 4 can be generated with a small driving current, and the power consumption of the semiconductor laser 2 can be suppressed low.
【0054】さらに、前方レーザ光Lfの一部を直接検
出するので、その一部をモニター用受光素子25に導く
ための新たな光学素子が不要である。このため、光源ユ
ニット10のコストが高くならず、また、光学素子の組
み付け作業も複雑化しない。Further, since a part of the forward laser light Lf is directly detected, a new optical element for guiding the part to the monitor light receiving element 25 is not required. Therefore, the cost of the light source unit 10 does not increase, and the assembling work of the optical element does not become complicated.
【0055】さらにまた、光ピックアップ装置1では、
トラッキング誤差検出用レーザ光を用いて対物レンズ1
2の焦点誤差信号を生成しているので、光ディスク4か
らの戻り光を回折分離する第2の回折素子14として、
単純な光路分離機能のみを備えたものを採用している。
このような回折素子14では、その回折パターンを単純
化できる。例えば、その回折パターンを直線状とするこ
とができる。このような回折パターンを備えた回折素子
は前方レーザ光Lfの波長変動、各光学素子の取付位置
のずれなどに起因して回折特性が劣化する程度を少なく
できる。従って、光ピックアップ装置の動作の安定化を
図れる。また、単純化した回折パターンを作製すれば良
いので、回折パターンの作製誤差許容度を大きくでき、
回折素子の作製コストを低減できる。Further, in the optical pickup device 1,
Objective lens 1 using laser light for tracking error detection
2 is generated, so that the second diffraction element 14 that diffracts and separates the return light from the optical disc 4
A device having only a simple optical path separation function is employed.
In such a diffraction element 14, the diffraction pattern can be simplified. For example, the diffraction pattern can be linear. The diffraction element having such a diffraction pattern can reduce the degree to which the diffraction characteristics are deteriorated due to the wavelength fluctuation of the forward laser beam Lf, the displacement of the mounting position of each optical element, and the like. Therefore, the operation of the optical pickup device can be stabilized. In addition, since it is only necessary to produce a simplified diffraction pattern, the tolerance for the production error of the diffraction pattern can be increased,
The manufacturing cost of the diffraction element can be reduced.
【0056】ここで、光ピックアップ装置1では、第2
の回折素子14は光ディスク4からの戻り光を回折する
機能を有し、波面変換する機能は有していない。このた
め、半導体レーザ2から第2の回折素子14までの光路
長と、第2の回折素子14から信号再生用受光素子3ま
での光路長とが等しくなっている。これにより、戻り光
の光路長を従来に比べて短くでき、光ピックアップ装置
の光学系をコンパクトにできる。この結果、装置の小型
化を図ることができる。Here, in the optical pickup device 1, the second
The diffractive element 14 has a function of diffracting the return light from the optical disc 4, and does not have a function of wavefront conversion. Therefore, the optical path length from the semiconductor laser 2 to the second diffraction element 14 is equal to the optical path length from the second diffraction element 14 to the signal reproducing light receiving element 3. As a result, the optical path length of the return light can be made shorter than before, and the optical system of the optical pickup device can be made compact. As a result, the size of the device can be reduced.
【0057】具体的には、第2の回折素子14が戻り光
を回折する機能を有し、波面変換する機能は有していな
いので、この回折素子14で回折された光の収束点は、
半導体レーザ2と、第1の回折素子13で分割生成され
た2つのトラッキング誤差検出用レーザ光の仮想的な発
光点と光学的に共役となる。従って、半導体レーザ2の
前方レーザ光Lfの発光点と信号再生用受光素子3の中
心とは次の関係が成り立つ。More specifically, since the second diffractive element 14 has a function of diffracting the return light and has no function of converting the wavefront, the convergence point of the light diffracted by the diffractive element 14 is
It is optically conjugate with the virtual light emitting point of the semiconductor laser 2 and the two tracking error detection laser beams divided and generated by the first diffraction element 13. Therefore, the following relationship is established between the emission point of the forward laser light Lf of the semiconductor laser 2 and the center of the signal reproducing light receiving element 3.
【0058】図8および図9に示すように、ヒートシン
ク24の厚さ、ヒートシンク24と半導体レーザ2が接
した面から発光点Oまでの高さ、半導体レーザ2の波長
における第2の回折素子14での光路分離角度、および
半導体レーザ2と第2の回折素子14の回折格子面まで
のレーザ光Lfの光軸Luに沿った光学的な距離を、そ
れぞれ、ts、hLD、θbs、およびdbsとする。
このように定めると、信号再生用受光素子3が形成され
る(X、Z)面内の発光点Oを原点としたときの当該信
号再生用受光素子3の中心のXZ座標は式(1)および
(2)の通りである。As shown in FIGS. 8 and 9, the thickness of the heat sink 24, the height from the surface where the heat sink 24 contacts the semiconductor laser 2 to the light emitting point O, the second diffraction element 14 at the wavelength of the semiconductor laser 2, And the optical distance along the optical axis Lu of the laser beam Lf between the semiconductor laser 2 and the diffraction grating surface of the second diffraction element 14 are represented by ts, hLD, θbs, and dbs, respectively. I do.
With this definition, the XZ coordinate of the center of the signal reproducing light-receiving element 3 when the light-emitting point O in the (X, Z) plane where the signal reproducing light-receiving element 3 is formed is defined as Equation (1). And (2).
【0059】 X=dbs×sin(θbs) ・・・(1) Z=dbs×{1ーcos(θbs)}+ts+hLD ・・・(2) なお、半導体レーザ2と第2の回折素子14の回折格子
面までの前方レーザ光Lfの光軸Luに沿った光学的な
距離は、図8から分かるように、第2の回折素子14の
光入射面から半導体レーザ2の側に若干シフトした位置
と半導体レーザ2との間の距離に相当する。また、図8
および図9においては、反射ミラー15の反射角が45
度に設定された場合を示してあり、ミラー15の反射角
のずれや光軸回りの角度ずれは考慮していない。X = dbs × sin (θbs) (1) Z = dbs × {1−cos (θbs)} + ts + hLD (2) The diffraction of the semiconductor laser 2 and the second diffraction element 14 As can be seen from FIG. 8, the optical distance of the forward laser beam Lf along the optical axis Lu to the grating plane is a position slightly shifted from the light incident surface of the second diffraction element 14 toward the semiconductor laser 2. This corresponds to the distance from the semiconductor laser 2. FIG.
9 and FIG. 9, the reflection angle of the reflection mirror 15 is 45 degrees.
In this case, the angle is set to degrees, and the deviation of the reflection angle of the mirror 15 and the angle deviation around the optical axis are not taken into consideration.
【0060】(その他の実施の形態)なお、光ピックア
ップ装置1では、個別独立した第1および第2の回折素
子13、14を使用しているが、一方の面に第1の回折
素子13の光学特性を備え、他方の面に第2の回折素子
の光学特性を備えた単独の光学素子を採用しても勿論良
い。(Other Embodiments) Although the optical pickup device 1 uses the first and second diffractive elements 13 and 14 which are independent from each other, the first diffractive element 13 is provided on one surface. Of course, a single optical element having optical characteristics and having the optical characteristics of the second diffraction element on the other surface may be employed.
【0061】また、半導体レーザ光源2Aを半導体基板
11の基板面111に搭載した構成を採用しているが、
半導体レーザ光源2Aをステージ231やリード232
に搭載する構成としても良い。Further, a configuration in which the semiconductor laser light source 2A is mounted on the substrate surface 111 of the semiconductor substrate 11 is adopted.
The semiconductor laser light source 2A is connected to the stage 231 or the lead 232.
It is good also as a structure mounted in.
【0062】さらに、光ピックアップ装置1の光学系に
は、図1に示した光学素子だけでなく、レーザ光Lfを
平行光束に変換するためのレンズ、レーザ光の直交する
2方向の光束径を揃えるためのビーム整形プリズム、異
なる仕様の光ディスクの上方を読み取るための開口制限
手段や波長選択性光学素子などの光学素子が含まれる場
合もある。Further, the optical system of the optical pickup device 1 includes not only the optical element shown in FIG. 1 but also a lens for converting the laser beam Lf into a parallel beam, and a beam diameter of the laser beam in two orthogonal directions. An optical element such as a beam shaping prism for alignment, an aperture limiting means for reading the upper side of an optical disc of a different specification, or a wavelength-selective optical element may be included.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、半導体基板の基板面にモニター用受光素子を作り込
み、モニター用受光素子が半導体レーザの前方出射端面
の前方に位置するように、その半導体基板を光源ユニッ
トのパッケージ内に設置する。また、半導体レーザから
の前方レーザ光がモニター用受光素子に直接に入射する
ようにしている。この構成による半導体レーザのレーザ
光出力のフィードバック制御によれば、後方レーザ光を
用いたフィードバック制御に比べて、その前方レーザ光
の出力を光記録媒体の記録・再生に適した出力に確実に
合わせることができる。As described above, according to the present invention, the monitoring light receiving element is formed on the substrate surface of the semiconductor substrate, and the monitoring light receiving element is positioned in front of the front emission end face of the semiconductor laser. The semiconductor substrate is set in the package of the light source unit. Further, the forward laser light from the semiconductor laser is made to directly enter the monitor light receiving element. According to the feedback control of the laser light output of the semiconductor laser having this configuration, the output of the forward laser light is surely adjusted to an output suitable for recording / reproducing on the optical recording medium, as compared with the feedback control using the rear laser light. be able to.
【0064】また、後方レーザ光を出射させる必要がな
いので、半導体レーザの後方出射端面における反射率を
高めることによって、高出力の前方レーザ光を少ない駆
動電流で出射させることができる。さらに、このフィー
ドバック制御のために新たな光学素子をパッケージ内に
組み付ける必要もない。Since it is not necessary to emit the rear laser light, it is possible to emit a high-output front laser light with a small driving current by increasing the reflectance at the rear emission end face of the semiconductor laser. Further, there is no need to install a new optical element in the package for this feedback control.
【図1】本発明を適用した光ピックアップ装置の光学系
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system of an optical pickup device to which the present invention has been applied.
【図2】(A)は光源ユニットの概略構成図、(B)は
(A)のA−A’線における断面図、(C)は(A)の
B−B’線における断面図である。2A is a schematic configuration diagram of a light source unit, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. .
【図3】図2に示す光源ユニットの正面図である。FIG. 3 is a front view of the light source unit shown in FIG.
【図4】(A)は光源ユニットのパッケージの構成要素
であるパッケージ本体の平面図、(B)は(A)のD−
D’線における断面図、(C)は(A)のE−E’線に
おける断面図である。FIG. 4A is a plan view of a package body which is a component of the package of the light source unit, and FIG.
FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line D ′, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line EE ′ in FIG.
【図5】光ピックアップ装置の光源ユニットにおける半
導体基板およびその周辺部分を拡大して示す斜視図であ
る。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a semiconductor substrate and its peripheral portion in a light source unit of the optical pickup device.
【図6】光ピックアップ装置の光源ユニットにおける半
導体基板の基板面を拡大して示す平面図である。FIG. 6 is an enlarged plan view showing a substrate surface of a semiconductor substrate in the light source unit of the optical pickup device.
【図7】光ピックアップ装置の光源ユニットにおける信
号再生用受光素子を拡大して示す平面図である。FIG. 7 is an enlarged plan view showing a light-receiving element for signal reproduction in a light source unit of the optical pickup device.
【図8】光ピックアップ装置の光源ユニットにおける信
号再生用受光素子のパッケージの幅方向の形成位置を説
明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a formation position of a light receiving element for signal reproduction in a width direction of a package in a light source unit of the optical pickup device.
【図9】光ピックアップ装置の光源ユニットにおける信
号再生用受光素子のパッケージの前後方向の形成位置を
説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the formation position of a light-receiving element for signal reproduction in the light source unit of the optical pickup device in the front-rear direction of the package.
1 光ピックアップ装置 2A 半導体レーザ光源 2 半導体レーザ 3 信号再生用受光素子 4 光ディスク 10 光源ユニット 12 対物レンズ 13 第1の回折素子 14 第2の回折素子 15 反射ミラー 20 パッケージ 21 パッケージ本体 22 パッケージ蓋板 24 ヒートシンク 25 モニター用受光素子 50 導光系 201 筒状突起 203 光通過孔 Lf 前方レーザ光 Lf1 前方レーザ光の一部 Reference Signs List 1 optical pickup device 2A semiconductor laser light source 2 semiconductor laser 3 signal reproducing light receiving element 4 optical disk 10 light source unit 12 objective lens 13 first diffractive element 14 second diffractive element 15 reflecting mirror 20 package 21 package body 22 package cover plate 24 Heat sink 25 Monitor light receiving element 50 Light guide system 201 Cylindrical projection 203 Light passage hole Lf Forward laser light Lf1 Part of forward laser light
Claims (6)
方出射端面から出射された前方レーザ光を信号再生用レ
ーザ光およびトラッキング誤差検出用レーザ光に分離す
る分離素子と、前記信号再生用レーザ光およびトラッキ
ング誤差検出用レーザ光を光記録媒体に集光させるため
の集光手段と、光記録媒体からの戻り光を検出するため
の信号再生用受光素子と、前記半導体レーザから出射さ
れる前方レーザ光の出力をフィードバック制御するため
のモニター用受光素子と、前記戻り光を前記信号再生用
受光素子に導くための導光系とを有し、前記半導体レー
ザ、前記信号再生用受光素子および前記モニター用受光
素子は共通のパッケージに内蔵されて光源ユニットとし
て一体化されており、前記導光系は前記戻り光を前記半
導体レーザからの前記前方レーザ光から回折分離する回
折素子を備えている光ピックアップ装置において、 前記光源ユニットは、前記パッケージ内に、前記モニタ
ー用受光素子が形成された基板面を備えた半導体基板を
有し、当該モニター用受光素子は前記半導体レーザの前
記前方出射端面の前方に配置され、前記前方レーザ光の
一部が当該モニター用受光素子に直接に入射することを
特徴とする光ピックアップ装置。1. A semiconductor laser, a separating element for separating forward laser light emitted from a forward emission end face of the semiconductor laser into laser light for signal reproduction and laser light for tracking error detection, Focusing means for focusing the tracking error detection laser light on the optical recording medium, a signal reproducing light receiving element for detecting return light from the optical recording medium, and forward laser light emitted from the semiconductor laser And a light guide system for guiding the return light to the signal reproducing light receiving element. The semiconductor laser, the signal reproducing light receiving element, and the monitor The light receiving element is built in a common package and integrated as a light source unit, and the light guide system transmits the return light from the semiconductor laser. In the optical pickup device including a diffraction element that diffracts and separates from the forward laser light, the light source unit includes, in the package, a semiconductor substrate including a substrate surface on which the monitor light receiving element is formed; An optical pickup device, wherein a monitoring light receiving element is arranged in front of the front emission end face of the semiconductor laser, and a part of the front laser light is directly incident on the monitoring light receiving element.
素子は、前記半導体基板の前記基板面に形成されている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the light receiving element for signal reproduction is formed on the substrate surface of the semiconductor substrate.
ら前記回折素子までの光路長と、前記回折素子から前記
信号再生用受光素子までの光路長が等しいことを特徴と
する光ピックアップ装置。3. The optical pickup device according to claim 2, wherein an optical path length from the semiconductor laser to the diffraction element is equal to an optical path length from the diffraction element to the signal reproducing light receiving element.
は、前記半導体基板の前記基板面に設置されたヒートシ
ンクの上面に載置されていることを特徴とする光ピック
アップ装置。4. The optical pickup device according to claim 3, wherein the semiconductor laser is mounted on an upper surface of a heat sink provided on the substrate surface of the semiconductor substrate.
差検出用レーザ光を用いて前記集光手段の焦点誤差検出
を行うように構成されていることを特徴とする光ピック
アップ装置。5. The optical pickup device according to claim 1, wherein the focusing error is detected by using the tracking error detecting laser light.
の光ピックアップ装置の光源ユニット。6. A light source unit for an optical pickup device according to claim 1.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10183510A JP2000021011A (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Optical pickup device |
US09/343,267 US6445671B1 (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Optical pickup device having a shielding protection |
CNB991101561A CN1155957C (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Optical sensor |
US10/194,301 US6577564B2 (en) | 1998-06-30 | 2002-07-15 | Optical pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10183510A JP2000021011A (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Optical pickup device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000021011A true JP2000021011A (en) | 2000-01-21 |
JP2000021011A5 JP2000021011A5 (en) | 2005-08-25 |
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ID=16137111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10183510A Withdrawn JP2000021011A (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Optical pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000021011A (en) |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10183510A patent/JP2000021011A/en not_active Withdrawn
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